DE3882347T2

DE3882347T2 - Electronic inclination measuring system.

Info

Publication number: DE3882347T2
Application number: DE88311438T
Authority: DE
Inventors: Robert Michael Algar; Joseph Saviour Falzon
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2008-12-03
Also published as: US5191713A; GB8729382D0; GB9013765D0; ES2041811T3; KR900700850A; GB2232773B; CA1330455C; WO1989005961A1; EP0394310A1; DE3882347D1; EP0321127B1; ATE91544T1; JPH03501649A; BR8807854A; EP0321127A1; GB2232773A

Abstract

The invention provides an electronic tilt measuring system for measuring the relative tilts of various platforms such as weapons on a ship. The basic system comprises an inclinometer (1) at each platform, a central control and display unit (2) and a computer (4). The output signals from the inclinometers (1) are passed to the central unit (2) and averaged over a synchronised time period to give an average inclination measurement with respect to the gravity vector over the measurement period. The data is then passed to the computer (4) where it is analysed. The computer(4) is programmed to calculate measured tilts and relative tilts and to produce graphical representations of the data.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der relativen Neigung einer Anzahl von Plattformen gegenüber einer Bezugsebene, z.B. für Waffenplattformen an Bord eines schwimmenden Schiffes.The invention relates to a device for measuring the relative inclination of a number of platforms with respect to a reference plane, e.g. for weapon platforms on board a floating ship.

Um ein Ziel mit Erfolg zu erfassen, zu lokalisieren, zu identifizieren, anzugreifen und zu zerstören, ist für ein Schiffswaffensystem wesentlich, daß der Grundabgleich aller Waffen- und Sensorplattformen richtig ist. Folglich wird eine Einrichtung benötigt, die fähig ist, die relativen Neigungen zwischen den Ausrüstungsplattformen auf einem schwimmenden Schiff genau zu messen. Da während der gesamten Lebensdauer eines Kriegsschiffes von Schiffsbauern und Schiffswerften Arbeiten ausgeführt werden, ist es ferner notwendig, daß die relativen Neigungen der Ausrüstungsplattformen bezüglich der Schiffshauptbezugsebene oft gemessen und korrigiert werden können. Wenn eine relative Neigung zwischen den Ausrüstungen besteht, entstehen daraus Fehler in der Richthöhe und der Zielausrichtung der Waffen.In order to successfully detect, locate, identify, attack and destroy a target, it is essential for a ship weapon system that the basic alignment of all weapon and sensor platforms is correct. Consequently, a facility is required that is capable of accurately measuring the relative inclinations between the equipment platforms on a ship afloat. Furthermore, since work is carried out by shipbuilders and shipyards throughout the life of a warship, it is necessary that the relative inclinations of the equipment platforms with respect to the ship's main reference plane can be frequently measured and corrected. If there is a relative inclination between the equipment, errors in the elevation and aiming of the weapons will result.

Die Neigung von Waffenausrüstungen ist als der Winkel definiert, um den ihre Drehebenen relativ zueinander oder bezüglich der Schiffshauptbezugsebene geneigt sind. Diese Bezugsplattform ist üblicherweise nahe der neutralen Nick- und Rollachsen des Schiffes und parallel zur berechneten Wasserlinie angeordnet. Die Größe der Neigung ist als maximale Schrägstellung des Ausrüstungsträgers relativ zur Ebene der Bezugsplattform definiert, wobei die Richtung dieser Neigung bezüglich der Längslinie des Schiffes definiert ist (z.B. 1,5 Winkelminuten bei einer Peilung von 45º Backbord).The inclination of weapon equipment is defined as the angle by which their planes of rotation are inclined relative to each other or to the ship's main reference plane. This reference platform is usually located close to the ship's neutral pitch and roll axes and parallel to the calculated waterline. The magnitude of the inclination is defined as the maximum inclination of the equipment carrier relative to the plane of the reference platform, with the direction of this inclination defined with respect to the ship's longitudinal line (e.g. 1.5 arc minutes at a bearing of 45º port).

Wenn eine relative Neigung zwischen den Ausrüstungen besteht, verändern sich die beim Abgleichen der Waffen entstehenden Fehler in Abhängigkeit von der Richthöhe und der Peilung der Ausrüstungen. Wenn die Ausrüstung auf die relative Neigungspeilung ausgerichtet wird, ist der Richthöhenfehler maximal und gleich dem Neigungswinkel, wobei der Zielausrichtungsfehler gleich Null ist, während der Richthöhenfehler gleich Null und der Zielausrichtungsfehler proportional zum Tangens des Richthöhenwinkels der Ausrüstung ist, wenn die Ausrüstung im rechten Winkel zur relativen Neigungspeilung ausgerichtet ist. Dieser Zielausrichtungsfehler wächst mit der Richthöhe der Ausrüstung, wobei er bei einer Richthöhe von 45º dem Neigungswinkel gleicht und bei höheren Richthöhen ausgeprägter wird. Für andere Peilungen als diese längs oder quer zur relativen Neigungspeilung bestehen Fehler sowohl in der Richthöhe als auch in der Ausrichtung.When there is a relative inclination between the equipment, the errors in matching the weapons vary depending on the elevation and bearing of the equipment. When the equipment is aligned to the relative inclination bearing, the elevation error is maximum and equal to the inclination angle, with the target alignment error being zero, while when the equipment is aligned at right angles to the relative inclination bearing, the elevation error is zero and the target alignment error is proportional to the tangent of the elevation angle of the equipment. This target alignment error increases with the elevation of the equipment, being equal to the inclination angle at an elevation of 45º and becoming more pronounced at higher elevations. For bearings other than those along or across the relative inclination bearing, errors exist in both elevation and bearing.

Um wünschenswerte Systemgenauigkeiten zu erreichen, ist es notwendig, die relativen Neigungswinkel zwischen den Ausrüstungen entweder durch mechanische Korrekturen oder durch Korrekturen mittels Computersoftware bis unter vorgeschriebene Grenzen zu verringern. Dies ist besonders für Ausrüstungen mit großen möglichen Richthöhenwinkeln geeignet.To achieve desirable system accuracies, it is necessary to reduce the relative inclination angles between the equipment to below prescribed limits, either by mechanical corrections or by computer software corrections. This is particularly suitable for equipment with large possible elevation angles.

Eine Technik zum Messen des Waffensystemabgleichs ist im US-Patent Nr. 4,531,299 beschrieben. Diese benützt Sensoren, die die Winkelstellung erfassen und auf den Waffen- oder Radarträgern eines Schiffes angebracht sind. Einer der Träger ist als Bezugsebene des Schiffes ausgezeichnet, mit der alle anderen Träger verglichen werden. Die Ausgangswerte der Sensoren werden in einen Differenzverstärker eingegeben, der die Differenz zwischen den verschiedenen Trägern und dem Bezugsebenenträger liefert.One technique for measuring weapon system alignment is described in US Patent No. 4,531,299. It uses angular position sensors mounted on a ship's weapon or radar mounts. One of the mounts is designated as the ship's reference plane against which all other mounts are compared. The outputs of the sensors are fed into a differential amplifier which provides the difference between the various mounts and the reference plane mount.

Ein extremes Tiefpaßfilter (0,02 Hertz) wird zum Ausfiltern der langsamen Rollbewegung des Schiffes verwendet. Die Verwendung einer differenzierenden Technik führt zu Fehlern, da die Linearbeschleunigungen durch Schiffsbewegungen nicht an allen Stellen gleich sind. Ferner ist die Ausfilterung der langsamen Rollbewegung selbst eine potentielle Quelle für Ungenauigkeiten und die Technik ist auf relativ ruhige See und auf große, stabilere Schiffe beschränkt.An extreme low-pass filter (0.02 Hertz) is used to filter out the slow rolling motion of the ship. The use of a differentiating technique leads to errors because the linear accelerations caused by ship movements are not the same at all points. Furthermore, filtering out the slow rolling motion itself is a potential source of inaccuracies and the technique is limited to relatively calm seas and to large, more stable ships.

Eine weitere Technik zum Messen von Neigungen von Waffenplattformen, die von Schiffswerften und Schiffsbauern verwendet wird, erfordert es, daß das Schiff in einem Dock in einer stabilen Stellung auf Kiel gelegt wird, jedoch gerade noch wasserumspült bleibt, bevor mit einer Neigungsprüfung begonnen wird. Die ist notwendig, um die Bewegung des Schiffes einzuschränken, damit Messungen mit Blasenklinometern möglich sind. Die Beanspruchung des Schiffes muß soweit wie möglich der unter Fahrt entsprechen, während alle Bewegungen an Bord auf minimal gehalten werden müssen. Neigungsringe (für Plattform-Einstellungen) werden auf Null gesetzt, wenn sie aufgesetzt sind.Another technique for measuring gun platform inclinations used by shipyards and shipbuilders requires that the ship be laid on her keel in a stable position in a dock, but just submerged in water, before beginning a tilt test. This is necessary to limit the ship's motion so that measurements can be made with bubble clinometers. The ship's stress must be as close to that underway as possible, while all onboard motion must be kept to a minimum. Tilt rings (for platform adjustments) are set to zero when they are in place.

Ein 6º-Blasenklinometer wird anfangs auf eine zweckmäßig starre Stelle auf jeder zu prüfenden Ausrüstung parallel zur Längslinie des Schiffes gelegt. Jedes Klinometer ist auf einen speziellen 3º-Keil gesetzt, um sicherzustellen, daß alle Ablesewerte während der Prüfung positiv sind.A 6º bubble clinometer is initially placed on a suitably rigid point on each piece of equipment to be tested, parallel to the ship's fore and aft. Each clinometer is placed on a special 3º wedge to ensure that all readings are positive during the test.

Ein Hauptklinometer ist auf einen tragbaren Drehtisch gesetzt, der an einer geeigneten Stelle des Schiffes, von der aus Kommunikation mit allen zu prüfenden Waffenplattformstationen möglich ist, aufgestellt und auf die horizontale Ebene eingestellt ist.A main clinometer is mounted on a portable turntable positioned at a suitable location on the ship from which communication is possible with all weapon platform stations to be tested and is adjusted to the horizontal plane.

Der tragbare Drehtisch wird gleichzeitig mit der zu prüfenden Ausrüstung in 10º-Schritten von 0º bis 360º ausgerichtet. Für jeden 10º-Schritt justiert zuerst der Operateur in der Hauptposition sein Klinometer, bis die Blase zentriert ist. Dann drückt er einen Klingeltaster, der in allen Außenstationen eine Klingel läutet, damit die Klinometer-Ableser in den Plattformstationen ihre Klinometer justieren können, bis alle Blasen mit dem Hauptklinometer synchronisiert sind. Jede Bewegung auf dem Schiff während dieser Zeit macht eine Wiederholung des Vorganges für diese Peilung erforderlich. Wenn alle Stationen berichten, daß ihre Klinometer mit dem Hauptklinometer übereinstimmen, werden die Werte abgelesen und aufgezeichnet und die Ausrüstung wird auf eine neue Peilung ausgerichtet.The portable turntable is aligned simultaneously with the equipment under test in 10º increments from 0º to 360º. For each 10º increment, the operator in the main position first adjusts his clinometer until the bubble is centered. He then presses a bell button which rings a bell in all outstations to allow the clinometer readers in the platform stations to adjust their clinometers until all bubbles are synchronized with the main clinometer. Any movement on the vessel during this time will require a repeat of the process for this bearing. When all stations report that their clinometers agree with the main clinometer, the readings are read and recorded and the equipment is aligned to a new bearing.

Während der Prüfung wird der Ablesewert des Hauptklinometers bei identischen Peilungen von den Ablesewerten der Ausrüstungsklinometer abgezogen, wobei für jede Ausrüstung eine Sinuskurve erzeugt wird, um Fehler in einzelnen Ablesewerten oder eine schwerwiegende Unebenheit in der Rollenbahn aufzuzeigen.During the test, the reading of the main clinometer is subtracted from the readings of the equipment clinometers at identical bearings, producing a sine wave for each equipment to indicate errors in individual readings or a serious unevenness in the roller track.

Zum Abschluß des Versuches werden die Differenzen zwischen den Klinometerablesewerten für jedes Paar von sich ergänzenden Peilungen in einer radialen Skizze in der Richtung aufgetragen, in der der höchste Ablesewert auftrat. Durch diese Punkte wird dann ein am besten angepaßter Kreis gezeichnet, von dem die Größe und die Richtung der Neigung gemessen werden kann. Diese gemessenen Neigungen werden dann in ein weiteres Neigungsdiagramm übertragen, um eine Bestimmung der relativen Neigungen zwischen den Ausrüstungen zu ermöglichen. Danach werden Korrekturen durch Justieren der Neigungsringe der Ausrüstungen, soweit vorhanden, vorgenommen, worauf eine weitere Neigungsprüfung in den Haupthimmelsrichtungen ausgeführt wird, um die restliche Neigung zu bestimmen, welche dann in die Waffensystem-Computersoftware eingegeben wird.At the end of the test, the differences between the clinometer readings for each pair of complementary bearings are plotted on a radial sketch in the direction in which the highest reading occurred. A best-fit circle is then drawn through these points, from which the magnitude and direction of the inclination can be measured. These measured inclinations are then transferred to another inclination diagram to enable the relative inclinations between the equipment to be determined. Corrections are then made by adjusting the inclination rings of the equipment, where present, followed by a further inclination test in the cardinal directions. to determine the remaining inclination, which is then entered into the weapon system computer software.

Diese Neigungsprüfungstechnik ist, obwohl wirkungsvoll im Erreichen des Endergebnisses, sowohl ineffizient als auch aufwendig im Einsatz von Arbeitskraft und Material. Sie zwingt den begrenzt verfügbaren Dockeinrichtungen aufgrund der Erfordernis, ein Schiff im Dock für eine Dauer von bis zu 5 Tagen wasserumspült auf Kiel zu legen, eine ernsthafte Belastung auf. Diese Schwierigkeiten heben den Bedarf an einer Einrichtung hervor, die fähig ist, Waffenabgleichverfahren auf einem im Hafen schwimmenden Schiff durchzuführen. Eine solche Einrichtung würde es ermöglichen, daß Neigungsprüfungen wie und wann immer erforderlich durchgeführt werden können, und dies bei einem Bruchteil der Kosten der herkömmlichen Technik.This tilt test technique, although effective in achieving the end result, is both inefficient and expensive in terms of manpower and materials. It places a severe strain on the limited docking facilities available due to the requirement to lay a ship in dock, submerged in water, for periods of up to 5 days. These difficulties highlight the need for a facility capable of carrying out weapons calibration procedures on a ship afloat in port. Such a facility would enable tilt tests to be carried out as and when required, at a fraction of the cost of conventional technology.

Eine alternative Einrichtung verwendete ein Elektro- Nivellierinstrument statt des herkömmlichen Blasen-Nivellierinstrumentes. An jeder Ausrüstung wurde ein Elektro- Nivellierinstrument angebracht und die Ausgangswerte aller Elektro-Nivellierinstrumente wurden voneinander abgezogen, um für jede Ausrüstung Neigungsmeßwerte zu erhalten. Die Elektro-Nivelliereinrichtung bringt jedoch eine sperrige und schwere Ausrüstung mit sich, ist schwierig zu bedienen und neigt dazu, ungenau und unzuverlässig zu sein.An alternative setup used an electric level instead of the traditional bubble level. An electric level was attached to each piece of equipment and the outputs of all the electric levels were subtracted from each other to obtain slope readings for each piece of equipment. However, the electric level involves bulky and heavy equipment, is difficult to operate, and tends to be inaccurate and unreliable.

Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Einrichtung zum Messen relativer Neigungen zwischen verschiedenen Plattformen bezüglich einer gegebenen Bezugsplattform zu schaffen, wenn die Plattformen Bewegungen unterworfen sind.The object of the invention is to provide a device for measuring relative inclinations between different platforms with respect to a given reference platform when the platforms are subjected to movements.

Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist, ein Neigungsmeßsystem zu schaffen, das auf einem schwimmenden Schiff zum Messen und Korrigieren der relativen Neigungen der Waffen- und Sensorausrüstung des Schiffes auf verschiedenen Ausrüstungsplattformen verwendet werden kann.A particular object of the invention is to provide an inclination measuring system that can be used on a floating vessel for measuring and correcting the relative inclinations of the vessel's weapons and sensor equipment on various equipment platforms.

Die Erfindung schafft ein System zum Messen der relativen Neigung einer oder mehrerer Plattformen gegenüber einer gegebenen Bezugsplattform, mit wenigstens einem Neigungsmesser pro Plattform einschließlich der Bezugsplattform und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner umfaßt:The invention provides a system for measuring the relative inclination of one or more platforms with respect to a given reference platform, with at least one inclinometer per platform including the reference platform and is characterized in that it further comprises:

a) Einrichtungen zum Mitteln jedes Neigungsmesser-Ausgangs über eine synchronisierte Zeitdauer; und(a) means for averaging each inclinometer output over a synchronised period of time; and

b) einen Computer, der für den Empfang aller Neigungsmesser-Ausgangswerte nach der Mittelung ausgelegt und für das Errechnen des Neigungswinkels jeder Plattform und des Neigungswinkels irgendeiner Plattform bezüglich irgendeiner anderen Plattform programmiert ist, wobei er ferner auch für die Anzeige des Ergebnisses ausgelegt ist.(b) a computer adapted to receive all the inclinometer outputs after averaging and programmed to calculate the inclination angle of each platform and the inclination angle of any platform with respect to any other platform, and further adapted to display the result.

Vorteilhaft ist eine zentrale Steuerstelle vorgesehen, die vorteilhaft Einrichtungen zur Anzeige der über eine synchronisierte Zeitdauer gemittelten Neigungsmesser- Ausgangswerte als Ablesewerte umfaßt.Advantageously, a central control point is provided, which advantageously comprises means for displaying the inclinometer output values averaged over a synchronized period of time as readings.

Ein Neigungsmesser ist ein Meßwertaufnehmer, der von der Einrichtung zum Bestimmen der Neigung von Plattformen verwendet wird. "Neigungsmesser" ist der Name, der einen Niedrigbereich-Beschleunigungsmesser bezeichnet, welcher aufgrund seiner großen Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Schwerebeschleunigung als ein Neigungsgeber verwendet werden kann. Der für die Verwendung in der Erfindung bevorzugte Typ ist ein monolithischer geregelter Gleichstrom-Kräftevergleich-Neigungsmesser. Dieser Sensortyp ist für die Erfindung geeignet, weil er eine flexibel unterstützte Drehmomentausgleichseinrichtung enthält, die hart genug ist, um ernsthaften Schocks und Vibrationen zu widerstehen und der dennoch eine hervorragende Genauigkeit aufrechterhält. Die monolithische Elektronik und der Sensor sind vorteilhaft in ein abgedichtetes Gehäuse eingeschlossen, das den Betrieb bei hoher Feuchtigkeit und salzhaltiger Luft ohne Funktionseinbuße erlaubt.An inclinometer is a transducer used by the device to determine the inclination of platforms. "Inclinometer" is the name given to a low-range accelerometer which can be used as an inclinometer because of its great sensitivity to changes in gravitational acceleration. The preferred type for use in the invention is a monolithic, controlled DC force-comparison inclinometer. This This type of sensor is suitable for the invention because it incorporates a flexibly supported torque compensation device that is tough enough to withstand severe shock and vibration, yet maintains excellent accuracy. The monolithic electronics and sensor are advantageously enclosed in a sealed housing that allows operation in high humidity and salty air without loss of functionality.

Jeder Neigungsmesser besitzt vorteilhaft eine eingebaute Temperaturkompensation, was dessen Betrieb über einen weiten Temperaturbereich ohne nennenswerte Auswirkung auf die Genauigkeit erlaubt.Each inclinometer advantageously has a built-in temperature compensation, which allows it to operate over a wide temperature range without any significant effect on accuracy.

Vorzugsweise befindet sich auf jeder Plattform nur ein Neigungsmesser.Preferably there is only one inclinometer on each platform.

Vorzugsweise befindet sich auch auf der gegebenen Bezugsplattform ein Neigungsmesser.Preferably, an inclinometer is also located on the given reference platform.

Neigungsmesser sind in erster Linie Bauelemente zur statischen Messung der Neigung. Folglich wird bei Verwendung in einer dynamischen Situation auf einem schwimmenden Schiff der Ausgangswert jedes Bauelementes durch alle Linearbeschleunigungen beeinflußt, die es längs seiner sensitiven Achse erfährt. Der Ausgangswert ist deshalb zu jedem Zeitpunkt die algebraische Summe irgendeiner statischen Neigung bezüglich der Schwerkraft und der Beschleunigungskomponente aufgrund der Schiffsbewegung.Inclinometers are primarily devices for static measurement of inclination. Consequently, when used in a dynamic situation on a floating vessel, the output of any device is affected by all linear accelerations it experiences along its sensitive axis. The output is therefore at any instant the algebraic sum of any static inclination with respect to gravity and the acceleration component due to the vessel's motion.

Wenn zwei Neigungsmesser differenzierend verwendet werden, um die relative Neigung zwischen Ausrüstungsplattformen wie bei einer Neigungsprüfung zu bestimmen, entstehen Meßfehler, weil die durch die Schiffsbewegungen verursachten Linearbeschleunigungen nicht an allen Orten gleich sind. Wenn die aufgezeichneten Ausgangswerte von an unterschiedlichen Stellen montierten Neigungsmessern verglichen werden, werden nennenswerte Abweichungen beobachtet. Die mechanische Steifheit der unterschiedlichen Schiffsteile wirkt sich auf die in den Antworten enthaltene Frequenz aus. Folglich sind die relativen Größen der Beschleunigungen an den zwei Orten von ihrem Frequenzinhalt ebenso abhängig wie von deren entsprechenden Höhen über dem Rollzentrum des Schiffes.When two inclinometers are used differentially to determine the relative inclination between equipment platforms, as in a tilt test, measurement errors arise because the linear accelerations caused by the ship's movements are not measured at all locations are the same. When the recorded output values from inclinometers mounted at different locations are compared, significant deviations are observed. The mechanical stiffness of the different parts of the ship affects the frequency contained in the responses. Consequently, the relative magnitudes of the accelerations at the two locations depend on their frequency content as well as on their respective heights above the roll center of the ship.

Die Meßwerte werden durch Mittelung jedes Neigungsmesser- Ausgangswertes über eine synchronisierte Zeitspanne abgeleitet. Dies wird vorzugsweise elektronisch ausgeführt. Die bevorzugte Einrichtung ist ein integrierender Zweiflanken-Analog/Digital-Umsetzer. Zweckmäßig wird eine Mittelungsdauer zwischen 10 und 20 Sekunden verwendet, da dies bis auf wenige Winkelminuten wiederholbare Anzeigewerte erzeugt. Der resultierende Anzeigewert stellt die mittlere Schrägstellung bezüglich dem Schwerkraftvektor über die Meßdauer dar, während die algebraische Summe irgendwelcher zweier Orte die relative Neigungsmessung bei einer gegebenen Peilung darstellt. Der Anzeigewert wird vorzugsweise als Winkel angegeben.The readings are derived by averaging each inclinometer output over a synchronized period of time. This is preferably done electronically. The preferred means is a dual-edge integrating analog-to-digital converter. An averaging period of between 10 and 20 seconds is conveniently used as this produces repeatable readings to within a few arc minutes. The resulting reading represents the average tilt with respect to the gravity vector over the measurement period, while the algebraic sum of any two locations represents the relative tilt reading at a given bearing. The reading is preferably given as an angle.

Die Mittelung der Ausgangswerte ist verwendbar, weil der Unterschied in den Beschleunigungsauswirkungen zwischen irgendwelchen zwei Orten aufgrund einer grundsätzlichen Ähnlichkeit der Neigungsmesserausgänge und deren sinusartiger Eigenschaft gegen Null geht, wenn über eine Zeitspanne gemittelt wird, die wesentlich größer als die Periode der Schiffsbewegungen ist.Averaging the output values is useful because the difference in acceleration effects between any two locations approaches zero when averaging over a period of time significantly longer than the period of the ship's motions due to a fundamental similarity of the inclinometer outputs and their sinusoidal nature.

Die Einrichtung in der zentralen Steuerstelle zum Anzeigen der Ablesewerte ist vorzugsweise eine Anzeigeneinheit, die als Hauptanzeigeneinheit oder MDU bezeichnet werden kann. Die MDU enthält für jeden Neigungsmesser eine Anzeige, zweckmäßig eine LED oder Flüssigkristallanzeige, auf der der gemittelte Ablesewert jedes Neigungsmessers für eine besondere Meßposition angezeigt wird.The device in the central control station for displaying the readings is preferably a display unit, which may be referred to as a main display unit or MDU. The MDU contains for each inclinometer a display, conveniently an LED or liquid crystal display, showing the average reading of each inclinometer for a particular measuring position.

Die Anzeigen sind zweckmäßig so geeicht, daß sie Winkelminuten mit einer Nachkommastelle anzeigen (d.h. mit einer Auflösung von 6 Winkelsekunden) . Vorzugsweise enthält die MDU zur Erzeugung der Signale elektronische Schaltungen, um ein über eine festgelegte Zeitspanne gemitteltes Signal zu erhalten, wobei die Zeitspanne für alle Neigungsmesser synchronisiert wird.The displays are suitably calibrated to display angular minutes to one decimal place (i.e. with a resolution of 6 angular seconds). Preferably, the MDU contains electronic circuits for generating the signals to obtain a signal averaged over a fixed period of time, the period of time being synchronized for all inclinometers.

Das System enthält vorzugsweise Einrichtungen zum Eichen der Anzeigen, um Temperaturveränderungen auszugleichen. Die Eicheinrichtungen enthalten vorteilhaft eine oder zwei temperaturstabile Spannungsquellen.The system preferably includes means for calibrating the displays to compensate for temperature changes. The calibration means advantageously include one or two temperature-stable voltage sources.

Der Computer ist für das Errechnen der Neigungswinkel jeder Plattform relativ zur Bezugsplattform programmiert. Das Programm verwendet vorteilhaft ein Iterationsverfahren, um in allen Peilungen, in welchen für jede Ausrüstung Werte aufgenommen werden, für die aufgezeichneten Daten eine "optimal angepaßte" Sinuskurve zu erzeugen. Vorzugsweise ist der Computer auch für das Errechnen der relativen Neigung jeder Plattform bezüglich jeder anderen ausgewählten Bezugsplattform programmiert.The computer is programmed to calculate the inclination angles of each platform relative to the reference platform. The program advantageously uses an iteration process to produce an "optimally fitted" sine wave for the recorded data in all bearings at which values are taken for each equipment. The computer is preferably also programmed to calculate the relative inclination of each platform with respect to any other selected reference platform.

Die gegebene Bezugsplattform kann eine besonders geeignete Schiffshauptbezugsebene oder eine ausgewählte der Schiffsausrüstungsplattformen oder irgendeine andere anders bestimmte Bezugsebene sein.The given reference platform may be a particularly suitable ship's main reference plane or a selected one of the ship's equipment platforms or any other otherwise determined reference plane.

Zwischen den Plattformen und der zentralen Steuereinheit ist vorteilhaft eine Kommunikationseinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise wird ein eingebautes Kommunikationssystem mit einer Drahtverbindung verwendet, die durch die für die Verbindung der MDU mit den entfernt aufgestellten Neigungsmessern verwendeten Kabel läuft. Alternativ kann eine batteriebetriebene Wechselsprecheinrichtung verwendet werden. In einigen Fällen, z.B. an Bord eines Schiffes, ist es möglich, schon vorhandene Kommunikationseinrichtungen zu verwenden, wobei in diesen Fällen die Neigungsprüfungsausrüstung keine Kommunikationseinrichtung enthalten braucht.A communication device is advantageously provided between the platforms and the central control unit. Preferably, a built-in communication system is used with a wire connection which passes through the device for connecting the MDU to the remotely located inclinometers. Alternatively, a battery-operated intercom system may be used. In some cases, eg on board a ship, it is possible to use existing communication facilities, in which case the inclination test equipment need not include a communication facility.

Optional kann der Neigungsmesser auf jeder Plattform mit einer lokalen Anzeige verbunden sein, um den Ablesewert dieses Neigungsmessers anzuzeigen.Optionally, the inclinometer on each platform can be connected to a local display to show the reading of that inclinometer.

Auf die Erfindung wird als elektronisches Neigungs-Meßsystem (ETMS) Bezug genommen.The invention is referred to as an electronic inclination measuring system (ETMS).

Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zur Messung der relativen Neigung einer oder mehrerer Plattformen bezüglich einer bestimmten Bezugsplattform oder einer beliebigen anderen Plattform, das folgende Schritte enthält:Furthermore, the invention provides a method for measuring the relative inclination of one or more platforms with respect to a specific reference platform or any other platform, which includes the following steps:

1) Aufstellen wenigstens eines Neigungsmessers auf einer oder jeder Plattform und auf der gegebenen Bezugsplattform;1) Installing at least one inclinometer on one or each platform and on the given reference platform;

2) Anschließen jedes Neigungsmessers an eine zentrale Steuereinheit;2) Connecting each inclinometer to a central control unit;

3) Ausrichten aller Plattformen auf eine gemeinsame Peilung;3) Aligning all platforms to a common bearing;

4) Ablesen der Meßwerte jedes Neigungsmessers in der zentralen Steuereinheit und Mitteln jedes Meßwertes über eine synchronisierte Zeitspanne;4) Reading the readings of each inclinometer in the central control unit and averaging each reading over a synchronized period of time;

5) Eingeben der Ablesewerte in einen Computer;5) Entering the readings into a computer;

6) Ausrichten der Plattformen auf eine weitere Peilung;6) Aligning the platforms to another bearing;

7) Wiederholen der Schritte 4) bis 6) so oft wie erforderlich;7) Repeat steps 4) to 6) as many times as required;

8) Bestimmen des Neigungswinkels und des relativen Neigungswinkels bezüglich irgendeiner anderen Plattform aus den Eingabedaten für jede Plattform mittels eines geeigneten Computerprogramms; und8) determining the angle of inclination and the relative angle of inclination with respect to any other platform from the input data for each platform by means of a suitable computer program; and

9) Anzeigen oder Ablesen der Ergebnisse.9) Displaying or reading the results.

Die Plattformen können auf jede geeignete Anzahl von Peilungen ausgerichtet werden. Das kann zweckmäßig 36 sein, wobei jede Plattform in 10º-Schritten bewegt wird. Eine kleinere Anzahl von Peilungen wie z.B. 12 kann ausreichen, um annehmbare Ergebnisse zu erzielen, da jedoch die Zeitersparnis minimal ist, wird vorgezogen, mehr Ergebnisse aufzunehmen, da eine größere Anzahl von Ablesewerten ein genaueres Bild der Neigung der Plattform ergibt.The platforms can be aligned to any suitable number of bearings. This may conveniently be 36, with each platform moved in 10º increments. A smaller number of bearings such as 12 may be sufficient to give acceptable results, however, as the time saving is minimal, it is preferred to take more results as a greater number of readings will give a more accurate picture of the platform's inclination.

Die Ablesewerte der Meßwerte der Neigungsmesser können über einen Datenbus direkt in einen Computer eingegeben werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, Anzeigen der Ablesewerte in die MDU einzubauen, obwohl es vorteilhaft sein kann, solche Anzeigen einzusetzen, um das Benutzervertrauen des Systems zu steigern und eine Überwachung des Prüfungsfortschrittes zu ermöglichen. Alternativ können die Ergebnisse angezeigt, von einem Bediener gelesen und manuell in einen Computer eingetippt werden.The inclinometer readings can be fed directly into a computer via a data bus. In this case it is not necessary to incorporate reading displays into the MDU, although it may be advantageous to use such displays to increase user confidence in the system and to enable monitoring of test progress. Alternatively, the results can be displayed, read by an operator and manually keyed into a computer.

Wenn die Prüfung für alle Peilungen vollständig ist, werden die Daten vom Computer analysiert. Vorzugsweise wird auf einem vom Computer gesteuerten Sichtgerät für jede Ausrüstung eine "optimal angepaßte" Sinuskurve angezeigt.When the test is complete for all bearings, the data is analyzed by the computer. Preferably An "optimally adjusted" sine wave is displayed for each piece of equipment on a computer-controlled display.

Um die relativen Neigungen zu verringern, können an den einzelnen Plattformen Justierungen vorgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ können für ein Schiffswaffensystem die resultierenden Neigungen in eine Schiffswaffensystem-Computersoftware eingegeben werden, um die in der Funktion des Systems vorzunehmenden Korrekturen für die relativen Neigungen einzuberechnen.To reduce the relative inclinations, adjustments can be made to the individual platforms. Additionally or alternatively, for a ship weapon system, the resulting inclinations can be entered into ship weapon system computer software to calculate the corrections for the relative inclinations to be made in the operation of the system.

Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, von denen:The invention will now be described by way of example with reference to the drawings, of which:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen Neigungs- Meßsystems (ETMS) zeigt;Fig. 1 shows a block diagram of an electronic inclination measurement system (ETMS);

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines einzelnen Kanals des ETMS von Fig. 1 genauer zeigt;Fig. 2 shows a block diagram of a single channel of the ETMS of Fig. 1 in more detail;

Fig. 3 a & b zeigen, wie Neigungsfehler auftreten, wenn die Ausrüstung auf die relative Neigungspeilung bzw. im rechten Winkel zur relativen Neigungspeilung ausgerichtet ist;Fig. 3 a & b show how tilt errors occur when the equipment is aligned to the relative tilt bearing and at right angles to the relative tilt bearing respectively;

Fig. 4 eine typische Sinuskurvenaufzeichnung von Messungen einer Waffenplattform zeigt; undFig. 4 shows a typical sine wave recording of measurements from a weapon platform; and

Fig. 5 eine typische relative Aufzeichnung von relativen Neigungen dreier Waffenplattformen bezüglich einer Bezugsplattform zeigt.Fig. 5 shows a typical relative recording of relative inclinations of three weapon platforms with respect to a reference platform.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines elektronischen Neigungs-Meßsystems. Das Basissystem umfaßt Neigungsmesser 1a,b,c und d, eine Hauptanzeigeneinheit 2, Verbindungskabel 3a,b,c und d und einen Computer 4.Fig. 1 shows a schematic block diagram of an electronic inclination measuring system. The basic system comprises inclinometers 1a, b, c and d, a main display unit 2, connecting cables 3a,b,c and d and a computer 4.

Ein typischer handelsüblicher Neigungsmesser 1 ist ein extrem genaues Bauelement, das auf Winkeländerungen von nur 0,1 Winkelsekunden reagiert und eine Nenn-Linearität von 0,05% des Skalenendwertes aufweist. Der Neigungsmesser 1 ist ein geregelter Beschleunigungsmesser, der nach dem Prinzip einer mit einem Freiheitsgrad pendelnd aufgehängten Masse arbeitet, die auf eine Anregung längs ihrer sensitiven Achse reagiert, durch die die Masse zur Bewegung veranlaßt wird. Ein Stellungssensor erfaßt diese winzige Bewegung und erzeugt ein Ausgangssignal, das demoduliert, verstärkt und zur Gegenkopplung einem an die Masse gekoppelten elektrischen Drehmomentgenerator eingespeist wird. Der Drehmomentgenerator entwickelt proportional zu dem ihm eingespeisten Strom ein Drehmoment, das gerade das Drehmoment ausgleicht, das infolge der Beschleunigungsanregung versucht, die Masse zu bewegen, wodurch eine weitere Bewegung der Masse verhindert wird. Dieser Strom, der das gleich große und entgegengesetzte Drehmoment erzeugt, ist deshalb proportional zu dem Produkt aus dem Trägheitsmoment (eine Konstante) und der Beschleunigung. Wenn dieser Strom durch einen stabilen Widerstand geschickt wird, ist die an dem Widerstand abfallende Spannung proportional zur eingeprägten Beschleunigung.A typical commercial inclinometer 1 is an extremely accurate device that responds to angular changes of only 0.1 arc seconds and has a nominal linearity of 0.05% of full scale. The inclinometer 1 is a controlled accelerometer that operates on the principle of a mass suspended in a pendulum motion with one degree of freedom that responds to an excitation along its sensitive axis that causes the mass to move. A position sensor detects this minute movement and produces an output signal that is demodulated, amplified and fed to an electrical torque generator coupled to the mass for negative feedback. The torque generator develops a torque proportional to the current fed to it that just balances the torque that attempts to move the mass as a result of the acceleration excitation, thereby preventing further movement of the mass. This current, which produces the equal and opposite torque, is therefore proportional to the product of the moment of inertia (a constant) and the acceleration. If this current is sent through a stable resistor, the voltage dropped across the resistor is proportional to the applied acceleration.

Das Neigungsmesser-Ausgangssignal ist folglich ein direkt zum Neigungswinkel proportionales analoges Gleichstromsignal. Der Arbeitsbereich des gewählten Bauelementes ist mit ±1º angegeben, für den sich der Gleichstromausgang ±5 Volt annähert, obwohl es einen nutzbaren Arbeitsbereich von bis zu ±3º besitzt. Die bisher durchgeführten Versuche haben jedoch gezeigt, daß der Bereich von ±1º für die Durchführung einer Neigungsprüfung auf einem schwimmenden Schiff mehr als ausreichend ist, da sich die Schiffsvertikale normalerweise innerhalb von ±30 Winkelminuten bewegt.The inclinometer output is therefore an analog DC signal directly proportional to the inclination angle. The operating range of the selected component is specified as ±1º, for which the DC output approaches ±5 volts, although it has a usable operating range of up to ±3º. However, the tests carried out to date have shown that the range of ±1º is not sufficient for carrying out an inclination test on a floating ship is more than sufficient, since the ship's vertical normally moves within ±30 angular minutes.

Der normale Arbeitsmodus des Neigungsmessers dient der statischen Messung der Neigung einer Oberfläche. Wenn er an Bord eines Schiffes verwendet wird, das aufgrund des Seeganges einer dauernden oszillierenden Bewegung unterworfen ist, ist das Ausgangssignal ein zeitlich veränderlicher Winkel. Unter diesem Umständen ist die Genauigkeit des Neigungsmesserausgangs von seinen dynamischen Eigenschaften abhängig. Bei einer typischen Frequenzantwort eines solchen Bauelementes, das sich wie ein gedämpftes Einfachpendel mit einer charakteristischen Eigenfrequenz verhält, ändern sich sowohl die Amplitude als auch die Phase des gemessenen Ausgangssignals, wenn die Frequenz der Grundanregung wächst.The normal working mode of the inclinometer is for static measurement of the inclination of a surface. When it is used on board a ship subject to continuous oscillating motion due to the sea state, the output signal is a time-varying angle. Under these circumstances, the accuracy of the inclinometer output depends on its dynamic properties. In a typical frequency response of such a device, which behaves like a damped single pendulum with a characteristic natural frequency, both the amplitude and the phase of the measured output signal change as the frequency of the fundamental excitation increases.

Die relativen dynamischen Eigenschaften aller Neigungsmesser ist eine potentielle Quelle für Ungenauigkeiten, eine Spektralanalyse des Neigungsmesser-Ausgangs bei sinusförmiger und sprungförmiger Anregung bestätigen jedoch, daß die Bandbreite des Neigungsmessers mehr als 3 Hz beträgt, was als weit genug über der maximalen Frequenz der Schiffsbewegung von 0,5 Hz liegend betrachtet wird, auf die die Neigungsmesser in der vorliegenden Erfindung reagieren müssen. Die sinusförmige und die sprungförmige Grundanregung wurden zuerst in einer statischer Stellung im Labor eingeprägt. Bei Verwendung an Bord eines Schiffes besteht die weitere Schwierigkeit, daß die Bewegung eine Beschleunigungskomponente im Neigungsmesser-Ausgangssignal erzeugt. Die relativen Antworten der Neigungsmesser auf diesen Effekt wurden durch Vergleich der analogen Aufzeichnungen untersucht, welche von zwei nebeneinander montierten Neigungsmessern unter schwierigen Bedingungen an Bord eines schwimmenden Schiffes stammen. Für den Vergleich wurden an einer Vielzahl von Orten auf dem Schiff und bei verschiedenen Höhen über dem Rollzentrum des Schiffes Aufzeichnungen gemacht. Die Aufzeichnungen waren nahezu identisch, so daß bestätigt wurde, daß die Neigungsmesser-Antworten ähnlich waren.The relative dynamic characteristics of all inclinometers is a potential source of inaccuracy, but spectral analysis of the inclinometer output under sinusoidal and step excitation confirms that the inclinometer bandwidth is greater than 3 Hz, which is considered to be well above the maximum frequency of ship motion of 0.5 Hz to which the inclinometers in the present invention must respond. The basic sinusoidal and step excitations were first impressed in a static position in the laboratory. When used on board a ship, there is the further difficulty that the motion produces an acceleration component in the inclinometer output signal. The relative responses of the inclinometers to this effect were investigated by comparing analog recordings taken from two inclinometers mounted side by side under difficult conditions on board a floating ship. For comparison, recordings were made at a variety of locations on the ship and at different heights above the ship's roll center. The recordings were nearly identical, confirming that the inclinometer responses were similar.

Die einzelnen Neigungsmesser-Antworten zeigten, daß bis zu der interessierenden Frequenz von 0,5 Hz die Amplitude ihrer Ausgangssignale mit einer kleinen Phasenverschiebung zwischen den Extrema konstant ist. Diese Phasenverschiebung würde proportional zu der Größe der Schiffsbewegung einen Fehler durch verschiedene Anzeigewerte erzeugen, wenn an zwei oder mehr Orten gleichzeitig Messungen vorgenommen würden, da jedoch eine Mittelungstechnik angewandt wird, sind alle entstehenden Fehler unbedeutend.The individual inclinometer responses showed that up to the frequency of interest, 0.5 Hz, the amplitude of their output signals is constant with a small phase shift between the extremes. This phase shift would produce an error in readings proportional to the magnitude of the ship's motion if measurements were taken at two or more locations simultaneously, but since an averaging technique is used, any errors resulting are insignificant.

Die Hauptanzeigeneinheit (MDU) 2 ist die Hauptsteuerstelle, von der aus die Neigungsprüfung koordiniert wird. Die MDU 2 enthält für jeden Außenstellen-Neigungsmesser 1a,b,c,d vier Flüssigkristallanzeigen 5a,b,c,d mit einer (nicht gezeigten) zugehörigen Anzeigen-Treiberschaltung für jede Anzeige. Die Anzeigen 5 sind für die Anzeige von Winkelminuten auf eine Nachkommastelle geeicht (d.h. eine Auflösung von 6 Winkelsekunden).The Main Display Unit (MDU) 2 is the main control point from which the inclination test is coordinated. The MDU 2 contains four liquid crystal displays 5a,b,c,d for each remote inclinometer 1a,b,c,d with an associated display driver circuit (not shown) for each display. The displays 5 are calibrated to display arc minutes to one decimal place (i.e. a resolution of 6 arc seconds).

Fig. 1 zeigt eine Anzahl von anderen in die MDU integrierten Merkmale:Fig. 1 shows a number of other features integrated into the MDU:

a) eine Anzeigen-Einfrierschalter 6 - dieser erlaubt ein gleichzeitiges Einfrieren aller Anzeigen des Systems, mit einer gesonderten Lampe 7 zur Anzeige des momentanen Zustandes;a) a display freeze switch 6 - this allows simultaneous freezing of all displays of the system, with a separate lamp 7 to indicate the current status;

b) eine Integrationslampe 8 - diese zeigt optisch an, daß eine Integrationsphase stattfindet;b) an integration lamp 8 - this indicates optically that an integration phase is taking place;

c) eine Anzeigen-Ableselampe 9 - diese zeigt an, daß eine Ablesung der Anzeigen für eine gegebene Peilung vorgenommen werden kann;c) an indicator reading lamp 9 - this indicates that a reading of the indicators for a given bearing can be taken;

d) ein Rücksetzschalter 10 - dieser schaltet die Anzeigen-Ableselampe 9 aus;d) a reset switch 10 - this switches off the display reading lamp 9;

e) ein Anzeigen-Prüfschalter 11 - dieser setzt alle Anzeigewerte auf -188,8, um ihre korrekte Funktion zu überprüfen;e) a display test switch 11 - this sets all display values to -188.8 to check their correct function;

f) einen Kommunikationseingang 12 - dies ist die Eingangsbuchse für ein (nicht gezeigtes) Kommunikationssystem zu allen Außenstellen;f) a communication input 12 - this is the input socket for a (not shown) communication system to all remote stations;

g) einen Gleichstromversorgungs-Schalter 13 - zum Einschalten der (nicht gezeigten) Stromversorgungen.g) a DC power supply switch 13 - for switching on the power supplies (not shown).

h) ein Kalibrierschalter 14 - dieser erlaubt es, alle Anzeigen gleichzeitig zu eichen. Während des Kalibrierens (Schalterstellungen +, -, 0) wird ein schneller Aktualisierungsmodus verwendet (über eine Zeitspanne von 0,3 Sekunden). Während einer Neigungsprüfung wird ein langsamer Aktualisierungsmodus verwendet (über eine Zeitspanne von 64 Sekunden) . Während dieser 64 Sekunden findet für alle Anzeigen eine synchronisierte Integrationsphase über 1000 Abtastwerte, das entspricht 16 Sekunden, statt, in der der gemittelte Gleichstrompegel des Neigungsmesser- Ausgangs für jeden Ort bestimmt und angezeigt wird;h) a calibration switch 14 - this allows all the indicators to be calibrated simultaneously. During calibration (switch positions +, -, 0) a fast update mode is used (over a period of 0.3 seconds). During an inclination test a slow update mode is used (over a period of 64 seconds). During these 64 seconds a synchronized integration phase of 1000 samples, corresponding to 16 seconds, takes place for all indicators, during which the average DC level of the inclinometer output for each location is determined and displayed;

i) Prüfstromeingänge 15 - die eine externe Überprüfung der Kalibrierung erlauben; undi) test current inputs 15 - allowing external verification of the calibration; and

j) Einstellregler 16a,b,c,d - diese erlauben ein Abstimmen der Anzeigen, damit diese korrekte Ablesewerte ergeben, wenn sie kalibriert sind.j) Adjustment controls 16a,b,c,d - these allow the indicators to be adjusted so that they give correct readings when calibrated.

Einzelheiten des Vorausgegangenen werden nicht angegeben, da diese offensichtlich sind.Details of the foregoing are not given, as they are obvious.

Die Ausgangssignale der Neigungsmesser 1a,b,c,d werden von der MDU über eine Datenverbindung 17 und eine Schnittstelle 18 zum Mikrocomputer 3 weitergeleitet. Der Mikrocomputer 4 ist für das Analysieren der Meßdaten programmiert. Ein vollständiger Datensatz kann durch diese Einrichtung unmittelbar nach Abschluß der Neigungsprüfung in wenigen Minuten analysiert werden, im Gegensatz zu einer Verzögerung von mehreren Stunden bei Verwendung herkömmlicher Techniken.The output signals of the inclinometers 1a,b,c,d are forwarded from the MDU to the microcomputer 3 via a data link 17 and an interface 18. The microcomputer 4 is programmed to analyse the measurement data. A complete data set can be analysed by this device immediately after completion of the inclination test in a few minutes, in contrast to a delay of several hours when using conventional techniques.

Der Computer errechnet zuerst die gemessene Neigung jeder Waffenplattform, indem er unter Verwendung eines Iterationsverfahrens für alle Peilungen eine "optimal angepaßte" Sinuskurve durch die aufgezeichneten Daten erzeugt. Er erstellt eine verstärkte graphische Darstellung der Amplitudenunterschiede zwischen den aufgezeichneten Werten und dem Wert der Sinuskurve aller Peilungen. Er erzeugt außerdem die normalerweise eher anerkannten Radialdiagramme.The computer first calculates the measured inclination of each weapon platform by creating a "best fit" sine curve through the recorded data using an iterative process for all bearings. It creates an enhanced graphical representation of the amplitude differences between the recorded values and the value of the sine curve of all bearings. It also creates the more commonly accepted radial diagrams.

Daraufhin errechnet der Computer die relative Neigung jeder Waffenplattform entweder bezüglich der gegebenen Hauptbezugsplattform oder bezüglich irgendeiner ausgewählten Hauptplattform.The computer then calculates the relative inclination of each weapon platform with respect to either the given main reference platform or with respect to any selected main platform.

Es ist wünschenswert, daß das ETMS möglichst autonom ist, um die Anforderungen an Schiffsausrüstung und -personal zu verringern. Folglich ist im System eine Kommunikationsverbindung zu allen Stellen enthalten (aber hier nicht gezeigt)It is desirable that the ETMS be as autonomous as possible in order to reduce the requirements for ship equipment and personnel. Consequently, the system must include a communication link included at all locations (but not shown here)

Die Genauigkeit des Systems ist abhängig von der Größe der Meßfehler. Diese sind abhängig von der Genauigkeit der verwendeten Bauelemente, deren Temperaturstabilität, Kalibrierung und Schaltungsauslegung.The accuracy of the system depends on the size of the measurement errors. These depend on the accuracy of the components used, their temperature stability, calibration and circuit design.

Temperatureffekte sind möglicherweise die größte Fehlerquelle in den elektronischen Schaltungen, jedoch kann eine sorgfältige Auslegung den Großteil der Probleme beseitigen. Die Neigungsmesser 1 besitzen zwei potentielle Temperatureffekte, d.h. einen Skalen-Temperaturkoeffizienten von 0,02% pro ºC und einen Nullpunkt-Temperatur-Koeffizienten von 0,05% des Skalenendwertes pro ºC, diese sollten jedoch bei normalem Gebrauch keine Bedeutung haben.Temperature effects are perhaps the greatest source of error in electronic circuits, but careful design can eliminate most of the problems. The inclinometers 1 have two potential temperature effects, i.e. a full scale temperature coefficient of 0.02% per ºC and a zero point temperature coefficient of 0.05% of full scale per ºC, but these should not be significant in normal use.

Die MDU 2 kann für weitere Neigungsmesser-Ablesewerte durch eine "einsteckbare" Erweiterungseinheit 19 erweitert werden, die hier mit acht weiteren Kanälen gezeigt ist. Diese Einheit enthält acht weitere Anzeigen 5e bis 5l, ähnlich den Anzeigen 5a bis 5d, welche die den Neigungsmessern 1e bis 1l entsprechenden Ablesewerte anzeigen.The MDU 2 can be expanded for additional inclinometer readings by a "plug-in" expansion unit 19, shown here with eight additional channels. This unit contains eight additional displays 5e to 5l, similar to displays 5a to 5d, which display the readings corresponding to the inclinometers 1e to 1l.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines einzelnen Kanals der ETMS genauer gezeigt. Die Anordnung erlaubt zwei verschiedene Meßverfahren. Beim ersten werden die Neigungsmesser-Ausgangswerte durch einen integrierenden Zweiflanken-A/D-Umsetzer 20 gemittelt und auf den Anzeigen 5 angezeigt. Die angezeigten Ablesewerte können dann manuell in den Computer 4 eingegeben werden. Beim zweiten Verfahren werden die Ausgangswerte der Neigungsmesser 1 bei jeder Orientierung über eine Datenverbindung 17 und eine Schnittstelle 18 an den Computer 4 weitergereicht und unter Verwendung eines Computer-Abtastverfahrens gemittelt. Die gemittelten Ergebnisse werden dann vom Computer 4 gespeichert, der für die Berechnung der Neigungen bereit ist.Fig. 2 shows a block diagram of a single channel of the ETMS in more detail. The arrangement allows two different measuring methods. In the first, the inclinometer output values are averaged by an integrating two-edge A/D converter 20 and displayed on the displays 5. The displayed readings can then be manually entered into the computer 4. In the second method, the output values of the inclinometers 1 are passed on to the computer 4 at each orientation via a data connection 17 and an interface 18. and averaged using a computer sampling method. The averaged results are then stored by the computer 4, which is ready for the calculation of the slopes.

Vor Beginn einer Neigungsprüfung werden die Anzeigen 5 mittels einer Kalibrierschaltung 21 bei Betriebstemperatur unter Verwendung einer temperaturstabilen Spannungsquelle 22 kalibriert, indem ±60,0 Winkelminuten abgelesen werden. Dies ist ein sehr einfaches und dennoch genaues Kalibrierverfahren für das System und es besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß die elektronischen Schaltungen überprüft werden. Das Endergebnis ist, daß die Temperaturfehler der Anzeige nahezu beseitigt werden.Before starting a tilt test, the indicators 5 are calibrated by means of a calibration circuit 21 at operating temperature using a temperature stable voltage source 22 by reading ±60.0 arc minutes. This is a very simple yet accurate calibration procedure for the system and has the additional advantage of checking the electronic circuits. The end result is that the temperature errors of the indicator are virtually eliminated.

Die Ausgangsspannung der temperaturstabilen Quelle 22 wird für das Kalibrieren der Anzeigen 5 verwendet. Sie ist aus dem Neigungsmesser-Ausgangswert für ±1 Grad bei 22ºC abgeleitet. Wenn der Neigungsmesser bei 0ºC verwendet wird, beträgt sein Ausgangsfehler aufgrund des Skalenfaktor-Temperaturkoeffizienten 16 Winkelsekunden (Skalenendwert x 0, 02% x ºC-Änderung) . Die Größe dieses Fehlers bewegt sich innerhalb der vom System geforderten Nenngenauigkeit, kann jedoch durch die Computersoftware falls nötig korrigiert werden.The output voltage of the temperature stable source 22 is used for calibrating the indicators 5. It is derived from the inclinometer output for ±1 degree at 22ºC. When the inclinometer is used at 0ºC, its output error due to the scale factor temperature coefficient is 16 arc seconds (full scale x 0.02% x ºC change). The magnitude of this error is within the nominal accuracy required by the system, but can be corrected by the computer software if necessary.

Der Nullpunkt-Temperaturkoeffizient (Skalenendwert x 0,05% x ºC-Änderung) ist ein Maß der Verschiebung am Gleichstromausgang des Neigungsmessers aufgrund der Temperatur bei Nullneigung. Wegen der während der Neigungsprüfung verwendeten Meßtechnik beeinflußt ein Gleichstrom-Offset wie dieser nicht die Meßgenauigkeit, indem dafür gesorgt wird, daß die Temperatur während der Prüfung fast konstant bleibt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Temperaturveränderungen klein sind, selbst wenn dies jedoch nicht so wäre, wären irgendwelche entstehenden Fehler bedeutungslos.The zero temperature coefficient (full scale x 0.05% x ºC change) is a measure of the shift in the inclinometer's DC output due to the temperature at zero inclination. Because of the measurement technique used during inclination testing, a DC offset such as this does not affect the measurement accuracy by ensuring that the temperature remains almost constant during the test. Experience has shown that temperature changes are small even when However, if this were not the case, any resulting errors would be meaningless.

Wie gezeigt, ist die Größe der Temperaturfehler, bezogen auf den Vollausschlag des Neigungsmessers in Winkelgraden, klein. Diese Fehler werden jedoch in Anbetracht der Neigungsprüfungstechnik unbedeutend. Reziproke Peilungen werden aufgenommen und algebraisch addiert, um eine radiale Darstellung zu erzeugen. Deshalb heben sich die Fehler gegenseitig praktisch auf, da beide Ablesewerte mit dem Temperaturfehler behaftet sind, so daß nur der entstehende Ablesewertunterschied zwischen ihnen fehlerbehaftet ist und da dieser selten mehr als ein paar Winkelminuten beträgt, beträgt die Größe irgendwelcher Temperaturfehler im ungünstigsten Falle wenige Winkelsekunden.As shown, the magnitude of the temperature errors relative to the full scale deflection of the inclinometer in degrees of angle is small. However, these errors become insignificant in view of the inclination test technique. Reciprocal bearings are taken and added algebraically to produce a radial representation. Therefore, the errors practically cancel each other out, as both readings are subject to the temperature error, so that only the resulting reading difference between them is subject to error, and since this is rarely more than a few minutes of arc, the magnitude of any temperature errors is, at worst, a few seconds of arc.

Die Genauigkeit der Teilkomponenten wurde in Laborexperimenten untersucht. Diese haben gezeigt, daß die Meßgenauigkeit eines einzelnen statischen Ablesewertes in der Größenordnung von ±6 Winkelsekunden liegt. Die Ungenauigkeiten aufgrund der meisten Teilkomponenten des Systems sind für eine Betrachtung zu klein.The accuracy of the subcomponents was investigated in laboratory experiments. These showed that the measurement accuracy of a single static reading is in the order of ±6 arc seconds. The inaccuracies due to most of the subcomponents of the system are too small to be considered.

Die größten Quellen für Meßfehler sind die Neigungsmesser, die eine Nennlinearität von ±0,05% besitzen, was nahezu ±2 Winkelsekunden für ihren vollen Ausgangsbereich von ±1 Grad ausmacht, sowie die LED-Anzeigen, die eine Auflösung von einer Stelle oder 6 Winkelsekunden aufweisen.The largest sources of measurement error are the inclinometers, which have a nominal linearity of ±0.05%, which is nearly ±2 arc seconds for their full output range of ±1 degree, and the LED displays, which have a resolution of one digit or 6 arc seconds.

Für eine genaue Messung muß mit einer genauen Kalibrierung des Gerätes begonnen werden. Die statische Kalibrierung der vier Neigungsmesser der Fig. 1 wurde periodisch zwischen den Neigungsprüfungen überprüft. Diese Überprüfung wird mit einer sehr einfachen und doch genauen Technik durchgeführt, die ein geeichtes Sinuslineal und Keile auf einer Plattenoberfläche verwendet, um den Neigungsmesser um extrem genaue Winkel zu kippen. Messungen haben die Wiederholgenauigkeit der Neigungsmesser- Ausgangswerte und die Zuverlässigkeit bestätigt.For an accurate measurement, one must start with a precise calibration of the device. The static calibration of the four inclinometers in Fig. 1 was checked periodically between the inclination tests. This check is carried out with a very simple but precise Technique that uses a calibrated sine ruler and wedges on a plate surface to tilt the inclinometer to extremely precise angles. Measurements have confirmed the repeatability of the inclinometer outputs and reliability.

Die Fig. 3a und b zeigen das Prinzip der Richthöhen- und Ausrichtungs-Neigungsfehler, wobei die Ebene einer Ausrüstungsrollenbahn auf die Hauptbezugsebene bezogen wird. Wie Fig. 3a zeigt, ist der Richthöhenfehler β maximal und gleich dem Neigungswinkel 0, während der Ausrichtungsfehler Null ist, wenn die Ausrüstung in der relativen Neigungspeilung ausgerichtet ist. Wie Fig. 3b zeigt, ist der Richthöhenfehler β Null, während der Ausrichtungsfehler proportional zum Tangens des Richthöhenwinkels der Ausrüstung ist, wenn die Ausrüstung im rechten Winkel zur relativen Neigungspeilung ausgerichtet ist. Dieser Ausrichtungsfehler wächst mit der Richthöhe der Ausrüstung, erreicht den Neigungswinkel 0 bei einer Richthöhe von 45º und wird bei größeren Richthöhen ausgeprägter. Für andere Peilungen als diese längs oder quer zur relativen Neigungsorientierung bestehen Fehler sowohl in der Richthöhe als auch in der Ausrichtung.Figures 3a and b show the principle of the pointing height and alignment-tilt errors, where the plane of an equipment roller conveyor is referred to the main reference plane. As shown in Figure 3a, the pointing height error β is maximum and equal to the tilt angle 0, while the alignment error is zero when the equipment is aligned in the relative tilt bearing. As shown in Figure 3b, the pointing height error β is zero, while the alignment error is proportional to the tangent of the pointing height angle of the equipment when the equipment is aligned at right angles to the relative tilt bearing. This alignment error increases with the pointing height of the equipment, reaching the tilt angle 0 at a pointing height of 45º, and becoming more pronounced at higher pointing heights. For bearings other than those along or across the relative inclination orientation, errors exist in both elevation and alignment.

Um die Systemgenauigkeit zu erreichen, müssen die relativen Neigungswinkel zwischen den Ausrüstungen bis unter vorgeschriebene Grenzen zu verringert werden. Dies ist besonders auf Ausrüstungen mit großen möglichen Richthöhen anwendbar, weil der Ausrichtungsfehler mit großen Richthöhen wächst, wie in Fig. 3b gezeigt ist. Die Korrekturen werden mit mechanischen Steuerungen oder mit Computersoftware-Steuerungen erreicht.To achieve system accuracy, the relative inclination angles between the equipment must be reduced to below prescribed limits. This is particularly applicable to equipment with large possible alignment heights, because the alignment error increases with large alignment heights, as shown in Fig. 3b. The corrections are achieved with mechanical controls or with computer software controls.

Die Neigungsprüfung wird bei längsseits vertäutem Schiff im Hafen durchgeführt. Es gibt keine Einschränkungen bezüglich der Wetterbedingungen oder allgemeinen Bewegungen an Bord des Schiffes.The inclination test is carried out with the ship moored alongside in the port. There are no restrictions regarding weather conditions or general movements on board the vessel.

Die Hauptanzeigeneinheit (MDU) 2, von der die Prüfung gesteuert wird, ist in irgendeinem geeigneten Dienstraum an Bord des Schiffes aufgestellt, wobei die Kabel 3 zu den außerhalb aufgestellten Neigungsmessern führen. Vor Beginn einer Prüfung wird die Ausrüstung eingeschaltet und den elektronischen Schaltungen eine kurze Aufwärmzeit gegeben, damit die Ausrüstung sich gegenüber der Umgebungslufttemperatur stabilisiert. Die Anzeigen 5 und/oder der Computer 4 werden dann bezüglich der Bezugsquelle 21 kalibriert.The main display unit (MDU) 2, from which the test is controlled, is located in any suitable service room on board the vessel, with cables 3 leading to inclinometers located outside. Before starting a test, the equipment is switched on and the electronic circuits are given a short warm-up period to allow the equipment to stabilize against the ambient air temperature. The displays 5 and/or the computer 4 are then calibrated with respect to the reference source 21.

Die Neigungsprüfung beginnt, wenn die Hauptstelle alle Ausrüstungen anweist, eine gemeinsame Peilung anzufahren. Nachdem alle Ausrüstungen die Peilung bestätigt haben, werden die Neigungsmesser-Ausgangswerte in den Computer eingegeben. Wenn der Computer die Ablesewerte aufgenommen hat, zeigt das Programm an, daß die nächste Peilung angefahren werden kann und die Hauptstelle weist alle Ausrüstungen an, sich auf die nächste Peilung auszurichten. Dann werden die Ablesewerte aufgenommen und der Vorgang wird für 36 Peilungen wiederholt.The inclination check begins when the head office instructs all equipment to take a common bearing. After all equipment has confirmed the bearing, the inclinometer outputs are entered into the computer. When the computer has taken the readings, the program indicates that the next bearing can be taken and the head office instructs all equipment to align to the next bearing. The readings are then taken and the process is repeated for 36 bearings.

Bei Abschluß des Versuches werden die Daten vom Computer analysiert, ferner wird für jede Ausrüstung eine optimal angepaßte Sinuskurve angezeigt. Dann wird die relative Neigung zwischen allen Ausrüstungen bezüglich einer ausgewählten Hauptplattform bestimmt.At the end of the test, the data is analyzed by the computer and an optimally fitted sine curve is displayed for each piece of equipment. Then the relative inclination between all pieces of equipment with respect to a selected main platform is determined.

Fig. 4 zeigt eine typische durch einen Computer berechnete Sinusdarstellung der gemessenen Neigung für eine Waffenausrüstungsplattform an Bord eines Schiffes. Jeder Ablesewert 23 wurde in eine Graphik eingetragen, deren x- Achse 24 von 0º bis 360º eingeteilt ist. Die Skalierung der y-Achse 25 hängt vom maximalen Meßwert ab. Von einem Iterationsverfahren wird eine "optimal angepaßte" Sinuskurve 26 erzeugt und in der Graphik dargestellt. Der Computer erzeugt für jede Orientierung eine verstärkte graphische Darstellung 27 (Skalierung ±120 Winkelsekunden) des Amplitudenunterschiedes zwischen dem aufgezeichneten Wert und dem Sinuskurvenwert. Diese ergeben eine graphische Darstellung der Ausrüstungsneigungen. Der Computer verarbeitet ferner diese Information, um Neigungswerte jeder Plattform relativ zu einer ausgewählten Hauptplattform zu erzeugen. Danach können mechanisch Korrekturen vorgenommen werden oder die Information kann in die Waffensystemsoftware eingegeben werden, so daß innerhalb der Software Korrekturen gemacht werden können, um die relativen Neigungen aller Ausrüstungen einzuberechnen.Fig. 4 shows a typical computer-calculated sinusoidal plot of the measured inclination for a shipboard weapon platform. Each reading 23 has been plotted on a graph whose x-axis 24 is scaled from 0º to 360º. the y-axis 25 depends on the maximum measured value. An iterative process produces an "optimally fitted" sine curve 26 and plots it on the graph. The computer produces an amplified plot 27 (scaled ±120 arc seconds) of the amplitude difference between the recorded value and the sine curve value for each orientation. These produce a plot of the equipment inclinations. The computer further processes this information to produce inclination values of each platform relative to a selected main platform. Corrections can then be made mechanically or the information can be entered into the weapon system software so that corrections can be made within the software to account for the relative inclinations of all equipment.

Fig. 5 zeigt eine typische vom Computer errechnete Relativdarstellung der zur Erzeugung der Fig. 4 verwendeten Information. Punkt A ist der Bezugspunkt, bezüglich dem die Neigungen der Waffenplattformen berechnet werden. Jeder Punkt B, C und D markiert die maximale Neigung der entsprechenden Waffenplattformen. Folglich besitzt B eine maximale Neigung relativ zur Bezugsplattform A von 2,6 Minuten bei einer Peilung von 103º nach Backbord, während C eine maximale Neigung von 1,4 Minuten bei 138º nach Backbord und D eine maximale Neigung von 0,7 Minuten bei 039º nach Backbord besitzt.Fig. 5 shows a typical computer-calculated relative representation of the information used to generate Fig. 4. Point A is the reference point with respect to which the inclinations of the weapon platforms are calculated. Each point B, C and D marks the maximum inclination of the corresponding weapon platform. Thus, B has a maximum inclination relative to reference platform A of 2.6 minutes at a bearing of 103º to port, while C has a maximum inclination of 1.4 minutes at 138º to port and D has a maximum inclination of 0.7 minutes at 039º to port.

Die gesamte Zeit- und Arbeitsersparnis mit ETMS ist beträchtlich. Die Messung und Korrektur der Waffenplattformneigungen kann von einer kleinen Mannschaft innerhalb eines Tages abgeschlossen werden. während die herkömmliche Technik eine große Arbeitskraft bindet und einschließlich Eindocken, auf Kiel legen und Ausdocken 3 bis 5 Tage dauert.The total time and labor savings with ETMS are significant. The measurement and correction of the gun platform inclinations can be completed by a small crew within a day, whereas the conventional technique requires a large manpower and takes 3 to 5 days including docking, laying down and undocking.

Da die Technik der Erfindung Bewegungseffekte während der Integrationszeitspanne ausmittelt, gibt es keine Begrenzungen und Einschränkungen, wann und wo das System verwendet werden kann, indem die Messungen auf den linearen Bereich der Neigungsmesser beschränkt werden. Aufgrund der Wiederholgenauigkeit der Ablesewerte ist das System auch für andere mögliche Anwendungen auf schwimmenden Schiffen geeignet, bei welchen ein genauer Abgleich zwischen Außenstellen erforderlich ist, z.B. um beim Abgleich der horizontalen Achse eines Theodoliten bezüglich der Schiffshauptebene vor der Verwendung zum Waffenabgleich zu helfen.Since the technique of the invention averages out motion effects during the integration period, there are no limitations and restrictions on when and where the system can be used by restricting measurements to the linear range of the inclinometers. Due to the repeatability of the readings, the system is also suitable for other potential applications on floating vessels where accurate alignment between remote locations is required, e.g. to assist in aligning the horizontal axis of a theodolite with respect to the ship's main plane prior to use for weapons alignment.

Die herkömmlichen Verfahren zu Durchführung von Neigungsprüfungen sind sowohl in bezug auf die Arbeitskraft als auch in bezug auf den Materialaufwand ineffizient. Das ETMS bietet eine Alternative, die schneller, einfach anzuwenden sowie genau ist und eine beträchtliche Ersparnis sowohl bei den Werft- als auch bei den Arbeitskosten darstellt, bei relativ niedrigen Einführungskosten pro System.Traditional methods of performing slope testing are inefficient in both manpower and material. The ETMS offers an alternative that is faster, easy to use, accurate and represents a significant saving in both yard and labor costs, with a relatively low implementation cost per system.

Obwohl die Einrichtung in bezug auf eine Vierkanaleinheit mit einer Achtkanal-Erweiterung beschrieben wurde, ist klar, daß jede geeignete Anzahl und alle Anordnungen von Kanälen in einer Einheit verwendet werden können.Although the arrangement has been described in terms of a four-channel unit with an eight-channel extension, it is clear that any suitable number and arrangement of channels in a unit may be used.

Selbstverständlich kann das System jede erforderliche Anzahl von Neigungsmessern enthalten.Of course, the system can contain any required number of inclinometers.

Die Erfindung ist nicht auf die Neigungsmessung von Schiffswaffenplattformen beschränkt. Wenn feste Waffenstellungen vorausgesetzt werden, kann sie ebenso z.B. für Kampfflugzeuge und zur Überprüfung der Stellung anderer Ausrüstungen verwendet werden. Sie kann ebenso für die Überprüfung des Abgleichs von Außenachsen z.B. an langen Wellen oder zum Überprüfen der Achsen von Ausrüstungen wie z.B. von Gyroskopen verwendet werden.The invention is not limited to the inclination measurement of ship weapon platforms. If fixed weapon positions are assumed, it can also be used for example for combat aircraft and for checking the position of other equipment. It can also be used for the It can be used to check the alignment of external axes, e.g. on long shafts, or to check the axes of equipment such as gyroscopes.

Claims

1. A system for measuring the relative inclination of one or more platforms with respect to a specific reference platform, with at least one inclinometer per platform including the reference platform and characterized in that it further comprises:

(a) means for averaging each inclinometer output over a synchronized period of time; and

(b) a computer arranged to receive all the inclinometer outputs after averaging and programmed to calculate therefrom the angle of inclination of each platform and the relative angle of inclination of any platform with respect to any other platform and arranged to display the results.

2. A system for measuring relative inclinations according to claim 1, characterized in that a central control position is provided for averaging each inclinometer output during the synchronized time period.

3. A system for measuring relative inclinations according to claim 2, characterized in that means for displaying the averaged inclinometer outputs as readings are included at the central control position.

4. A system for measuring relative inclinations according to claim 4, characterized in that the device for displaying the readings at the central control position, a master display unit (MDU) which houses the electronic circuits to process the signals and produce a signal averaged over the set time period, the time period being synchronized for all inclinometers.

5. A system for measuring relative inclinations according to claim 4, characterized in that the system includes means for calibrating the displays to compensate for temperature changes.

6. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that the inclinometers are DC-powered, solid-state, closed-loop tilt sensors with force comparison.

7. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that each inclinometer has a built-in temperature compensation.

8. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that an inclination measuring device is provided on the specific reference platform.

9. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that the averaging of the inclinometer outputs is carried out by means of electronic means.

10. A system for measuring relative inclinations according to claim 9, characterized in that the averaging device is an analog/digital converter with two-edge integration.

11. A system for measuring relative inclinations according to claim 10, characterized in that an averaging period of between 10 and 20 seconds is used.

12. A system for measuring relative slopes according to any preceding claim, characterized in that the computer is programmed with an iterative process to produce an "optimally fitted" sine wave for the recorded data of all the bearings at which readings are taken for each installation.

13. A system for measuring relative inclinations according to claim 12, characterized in that the computer is further programmed to calculate the relative inclination of each platform with respect to an arbitrarily selected reference platform.

14. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that a communication device is provided between the platforms and the central control unit.

15. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that the inclinometer on each platform is connected to a local display unit for displaying the display of that inclinometer.

16. A system for measuring relative inclinations according to any one of the preceding claims, characterized in that that each inclinometer and its associated electronic equipment are enclosed in a sealed housing.

17. A system for measuring relative inclinations according to any preceding claim, characterized in that the inclinometers are mounted on a vessel and that each inclinometer output is measured over a period which is considerably longer than the period of vessel motion.

18. A method for measuring the relative inclinations of one or more platforms with respect to a specific reference platform or with respect to any other platform, comprising the steps of:

1) Positioning at least one inclinometer on the or each platform and on the specified reference platform;

2) Connecting each inclinometer to a central control unit;

3) Aligning all platforms to a common bearing;

4) Reading the measured values from each inclinometer at the central control unit and averaging the individual measured values over a synchronized time period;

5) Entering the readings into a computer;

6) Aligning the platforms to another common bearing;

7) Repeat steps 4) to 6) as many times as required;

8) determining the angle of inclination and the relative angle of inclination with respect to any other platform from the input data for each platform by means of a suitable computer program; and

9) Displaying or reading the results.

19. A method for measuring relative inclinations according to claim 18, characterized in that the platforms are aligned at 36 bearings, each platform being moved in 10º increments.

20. A method for measuring relative inclinations according to claim 18 or 19, characterized in that for each platform an "optimally fitted" sine curve is displayed on a computer controlled optical display unit.

21. A method for measuring relative inclinations according to claim 18, characterized in that the results of the relative inclinations are used to determine the adjustments to be made for the various platforms in order to reduce the relative inclinations.